Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Szkolenia SonelSzkolenia Sonel
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Tranzystor + dzielnik napięcia - ile wyniesie Ube?

06 Jun 2009 18:56 6801 16
  • Level 9  
    Witam,
    jestem początkujący i mam pytanie odnośnie obliczenia napięcie Ube w schemacie z rysunku(przepraszam za jakość, ale obrazek z Paint'a):
    Tranzystor + dzielnik napięcia - ile wyniesie Ube?

    Jeżeli R1 = R2, to napięcie na R2 powinno wynosić 6V, ale R2 jest równolegle ze złączem be, a napięcie Ube powinno wynosić przecież ok. 0,6V, a więc co stanie się z pozostałym 5,4V? A może źle rozumie działanie tego dzielnika?
    [30.03.2021, darmowy webinar] Nowoczesna diagnostyka maszyn, monitorowanie i przewidywanie awarii. Zarejestruj się
  • Szkolenia SonelSzkolenia Sonel
  • Level 17  
    Zgadza się Ube=0,6V wynika z NPK(napieciowe prawo Kirchoffa); Ur2-Ube=6-0,6=5,4 -to jest napięcie między emiterem a minusem zasilania.
    Praw Kirchoffa nie oszukasz :)
    pzdr
  • Level 9  
    Dziękuję za szybką odpowiedź.
  • Level 34  
    Witam. Ube przyjmie typową wartość dla tranzystora bipolarnego czyli ok 0,6-0,7V. Tranzystor wejdzie w stan przewodzenia lub nasycenia w zależności od prądu bazy Ib. Pozdrawiam.
  • Level 9  
    Przyszło mi do głowy jeszcze jedno pytanie odnośnie tego schematu:
    Skoro napięcie między emiterem, a minusem zasilania wyniesie 5,4V, tzn. że taki spadek napięcia nastąpi tak po prostu na kablu?
  • Szkolenia SonelSzkolenia Sonel
  • Level 34  
    Nie:-) Potencjał emitera to potencjał masy (minusa). Ube=0,6, a Ur1=11,4.
  • Level 9  
    Czyli ten dzielnik napięcia z R1 i R2 nie podzieli napięcia zasilania na pół chociaż R1 = R2, tylko na Ur1=11,4V i Ur2=0,6V - czy dobrze to teraz zrozumiałem?
  • Level 38  
    Nie, spadek napięcia nastąpi na tranzystorze U.c-e nasycenia i na rezystorze R3.
    Model Ebersa Molla lub hybryd pi.
    Napięcie między emiterem a - zasilania(masą) wynosi 0V.
  • Level 34  
    321test123 wrote:
    Czyli ten dzielnik napięcia z R1 i R2 nie podzieli napięcia zasilania na pół chociaż R1 = R2, tylko na Ur1=11,4V i Ur2=0,6V - czy dobrze to teraz zrozumiałem?
    Dobrze to zrozumiałeś. R1=R2, ale R2 jest zbocznikowane złączem P-N tranzystora, które "blokuje" napięcie na charakterystycznym dla siebie poziomie 0,6V. Oczywiście wszystko dzieje się zgodnie z prawami teorii obwodów bo w rzeczywistości dzielnik wejściowy składa się z R1 i R2 zbocznikowanego "rezystancją dynamiczną" złącza P-N. Jeżeli źródło jest napięciowe to napięcie C-E i Ur3 nas nie interesują. Pozdrawiam.
  • Level 9  
    Dziękuję za odpowiedzi.
  • VIP Meritorious for electroda.pl
    Tu wyjaśnieniem zjawiska jest to, że złącze baza-emiter zachowuje się jak dioda (czym jest w rzeczywistości).

    Prąd takiej diody bazowej jest opisany równaniem wykładniczym:

    $$Ib=Is*[e^{\frac{Ube}{Ut}}-1]$$

    Mały przyrost napięcia powoduje duży przyrost prądu i przez bazę jest odciągane z dzielnika sporo więcej prądu niż przez dolny rezystor,
  • Level 9  
    Prosił bym jeszcze o pomoc w zrozumieniu jednej sprawy:
    Czy w tym układzie przy zupełnie dowolnych, różnych wartościach R1 i R2 zawsze Ur1=11,4V, a Ur2=0,6V, tylko zmienia się natężenie prądu?
    A może przy jakiejś wartości R1 lub R2 napięcie Ube spadnie poniżej 0,6V?
  • Level 34  
    Jeżeli R1=R2 to to zawsze będzie tak samo tylko wartość prądu się zmienia, a jeżeli R1 i R2 przybierają dowolne różne wartości to oczywiście napięcie Ube może dowolnie spaść poniżej 0,6V. Jeżeli napięcie Ube spadnie poniżej 0,6V to prąd Ib gwałtownie maleje i jego wpływ pomija się w obliczeniach. Napięcie wtedy wyznacza relacja R1 i R2. Pozdrawiam.
  • Helpful post
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Rezystancje R1 i R2 nie mogą być dowolnie małe, ze względu na to, że prąd bazy nie może być dowolnie duży (nastąpi uszkodzenie tranzystora)

    Np. dla tranzystora BC 107 maksymalną wartością prądu Ib jest 50mA (katalog Siemensa)

    Dla tranzystora BC 337 szczytowa wartość Ib to 200 mA

    Ogólnie jednak nie powinno się przekraczać prądem bazy wartości 10 mA.

    Takie duże prądy bazy używa się przy sterowaniu tranzystora w układzie kklucza dwustanowego (odcięty-nasycony) ale im większy prąd bazy tym dłużej się tranzystor wyłącza (większy ładunek trzeba odprowadzić z pojemności bazy) a to czasami gra rolę:

    Tu masz przebieg na bazie tranzystora BC107, dla rezystorów bazowych R1=R2=10k zasilanych ze zmiennego od 0 do 12V źródła napięcia.

    Tranzystor + dzielnik napięcia - ile wyniesie Ube?

    Żółta linia to sytuacja kiedy dzielnik nie jest obciążony bazą tranzystora a zielona gdy jest. Widać, że prąd bazy zaczyna płynąć tak powyżej 0.5V napięcia na bazie tranzystora (zielona linia zaczyna się odchylać od żółtej).

    $$I(R1)=I(R2)+IB=\frac{Ube}{R2}+IB(Ube)$$

    Przy projektowaniu R1 i R2 muszą być tak dobranem by:

    $$Ub0=Ubb*\frac{R2}{R1+R2}\ \gt\ 0.6\ V$$ by tranzystor w ogóle miał szansę być wysterowany.

    Ubb napięcie zasilające dzielnik R1, R2, to nie zawsze musi być Ucc.
    Ub0 - napięcie na nieobciążonym dzielniku
    i drugi warunek:

    $$\frac{Ub0-Ube}{R1||R2}\ \lt\lt\ Ibmax$$

    gdzie || oznacza połączenie równoległe R1 i R2 a << oznacza dużo mniejsze.

    Tu masz przebiegi prądów w obwodzie bazy:

    linia żółta - prąd płynący przez R2 -> Ir2=Ube/R2
    linia zielona - prąd bazy
    linia niebieska - prąd płynący przez R1 (Ir1=Ir2+Ib)

    Tranzystor + dzielnik napięcia - ile wyniesie Ube?

    Przy założeniu stałości Ube, prąd bazy można obliczyć z wzoru (w tym konkretnym układzie):

    $$Ib=\frac{Ucc*\frac{R2}{R1+R2}-Ube}{\frac{R1*R2}{R1+R2}}=\frac{Ucc}{R1}-Ube*\frac{R1*R2}{R1+R2}$$

    Ube do obliczeń przyjmujemy od 0.65 do 0,75 V

    Przeważnie Ucc jest dużo większe (>10 razy) od Ube, więc główną rolę w prądzie Ib gra czynnik Ucc/R1

    A tu jest przebieg Uce, Ic i Ib w funkcji napięcia zasilającego dzielnik R1, R2. Wykres dla Ucc=12V i R3=1k

    Tranzystor + dzielnik napięcia - ile wyniesie Ube?

    Powyżej napięcia wskazanego przez kursor 2, prąd kolektora przestaje zależeć od prądu bazy (ten rośnie a Ic "osiada" na wartości Ucc/R3.
    W tym obszarze na prawo od kursora 2 tranzystor jest nasycony, tj oba jego złącza przewodzą.

    W obszarze przejściowym napięcie Uce zmienia się w przybliżeniu z zależnością:

    $$Uce=Ucc-Ic*R3=Ucc-\beta*Ib*R3=Ucc-\beta*R3*\frac{Uwe*\frac{R2}{R1+R2}-Ube}{\frac{R1*R2}{R1+R2}}$$

    $$/beta$$ - wzmocnienie stałoprądowe tranzystora (do obliczeń przyjmujemy stałą wartość np. 100 lub więcej ale tak na prawdę to ona się też zmienia z prądem kolektora)
  • Level 34  
    Tak zgadza sie, ale skoro cały układ jest czysto teoretyczny to można przyjąć, że tranzystor też jest idealny i nie ma parametrów granicznych jeżeli chodzi o prądy i napięcia. W praktyce oczywiście trzeba uwzględnić wszystko. Pozdrawiam.
  • VIP Meritorious for electroda.pl
    Przez to czyste teoretyzowanie ja już spędziłem sporo godzin na poprawianiu i serwisowaniu różnych "genialnych" układów opracowanych przez teoretyków tematu i to często z firm znanych marek a obecnie bardziej "marek" ;) Może lepiej podchodźmy do tematów bardziej praktycznie, mniej będzie problemów w przyszłości.

    Tak na prawdę, to większość rzeczywistych układów elektronicznych bardzo odbiega od schematów teoretycznych zamieszczanych w literaturze szkolnej, a potem okazuje się, że osobnik po szkole nie rozumie zjawisk rzeczywistych, bo na papierze przeciez nie ma pojemności montażowych, upływności, rozłożonych indukcyjności, wpływu temperatury na elementy, ich starzenia się, tolerancji, rozrzutów produkcyjnych parametrów, zmienności parametrów zależnie od punktu pracy, istnienia wartości granicznych i zjawisk przy osiąganiu tych granic, sprzężeń magnetycznych, elektrycznych czy cieplnych w układzie.
    Już nie chodzi nawet o to, że się tego w obliczeniach nie uwzględnia (bo na papierze to wychodzą kobylaste nieanalityczne wzory) ale o to, że w bardzo często się o tym w ogóle nie wspomina i taki absolwent żyje sobie w ciężkiej nieświadomości, do pierwszej awarii ... oby nie ze skutkami katastrofalnymi ...
  • Level 9  
    Bardzo dziękuję za wyczerpujący opis i za podane wzory.